響應面方法優(yōu)化羅漢果籽油提取工藝及脂肪酸組成分析

王海波 李昌寶 吳雪輝 朱 斌 李 麗 孫 健 鐘 鑫

(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所1，南寧 530021)

(廣西農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2，南寧 530007)

(華南農(nóng)業(yè)大學食品學院3，廣州 510642)

羅漢果果實營養(yǎng)豐富，主要含有三萜類化合物、黃酮苷類化合物、果糖、氨基酸、脂肪酸、甘露醇、維生素及其他微量元素［1］，具有提高免疫功能、保護肝臟及抑菌作用［2］、降血糖［3］、抗氧化［4］等作用;近年來，國內(nèi)外對羅漢果的研究頗多，但主要集中在非糖類的甜味物質(zhì)葫蘆素烷三萜類化合物的研究上［5－7］，對其他成分如氨基酸、黃酮、維生素、羅漢果籽油等也有研究，但文獻記載不多。據(jù)程菊英等［8］報道，羅漢果種仁質(zhì)量分數(shù)達41.1%，其中油酸和亞油酸分別占總脂肪酸的20.9%和52.3%，是醫(yī)藥上治療冠心病和預防血管硬化較理想的油脂。此外，還含有14.7%的棕櫚酸，這3種脂肪酸均為人體必需的，具有較高的開發(fā)價值。

以干燥的羅漢果籽為原料，研究各種萃取條件對羅漢果籽油得率的影響，并對羅漢果籽油進行脂肪酸組成分析，為羅漢果的綜合利用和羅漢果籽油保健食品的開發(fā)提供理論依據(jù)，并解決羅漢果甜苷加工企業(yè)下腳料處理問題，使羅漢果渣變廢為寶，提高羅漢果的附加值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羅漢果籽:經(jīng)提取羅漢果甜甙后的羅漢果籽，桂林吉福斯生物有限公司。羅漢果籽含水量(15.3±0.2)%，含油率(10.11 ±0.4)%。

石油醚、正己烷、無水乙醇、三氯甲烷、丙酮、冰乙酸、環(huán)己烷、鹽酸、氫氧化鉀、硫代硫酸鈉、碘化鉀、冰乙酸:天津大茂化學試劑廠。

1.2 試驗儀器

BS110S電子分析天平:北京賽多利斯天平有限公司;HK－02A中藥粉碎機:廣州興榮機械設備公司;101－Ⅰ電熱鼓風干燥箱:上海滬南科學儀器聯(lián)營廠;HH－Ⅰ電熱恒溫水浴鍋:上海悅豐儀器儀表有限公司;RE－52A旋轉蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠。

1.3 羅漢果籽油脂的提取

1.3.1 羅漢果籽油的提取工藝

羅漢果籽→干燥→粉碎→過篩→稱重→加熱回流萃取→減壓蒸餾及回收溶劑→計算得率→測定脂肪酸組成

1.3.2 響應面法優(yōu)化羅漢果籽油提取工藝

基于前期單因素預試驗的基礎，采用響應面方法中的Box－Behnken設計，在單因素試驗的基礎上，以萃取時間(A)，料液比(B)和萃取溫度(C)3個因素為自變量，選出各因素合適的上下水平值，以羅漢果籽油的得率(Y)為因變量，運用Design Expert8.0.6軟件，根據(jù) Box－Benhnken中心組合試驗設計原理，進行響應面分析，各因素水平和相應編碼見表1。

表1 響應面因素水平及編碼

1.3.3 羅漢果籽油得率的計算

羅漢果籽油萃取完成后，使用旋轉蒸發(fā)儀在(80±1)℃下蒸發(fā)掉溶劑后，測定瓶子加上油樣的質(zhì)量，直到恒重為止，計算公式如下:

式中:m1為空瓶質(zhì)量/g;m2為空瓶的質(zhì)量+油樣的質(zhì)量/g;m0為羅漢果籽粉末質(zhì)量/g。

1.4 羅漢果籽油的品質(zhì)分析

1.4.1 水分及揮發(fā)物質(zhì)

按照GB/T 5528—1995植物油脂水分及揮發(fā)物含量測定法測定。

1.4.2 過氧化值、酸價、碘值、皂化值

按照GB/T 5538—2005規(guī)定的方法測定。

1.5 羅漢果籽油的GC－MS分析

油樣前處理:稱取1.00 g樣品，以10 mL二氯甲烷溶解，加入適量無水硫酸鈉置于4℃冰箱脫水12 h后過濾，濾液使用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀進行檢測。

氣相色譜條件:HP－INNOWAX毛細管柱(30×0.25 mm，0.25 μm)。柱溫:程序升溫，初始溫度 60℃維持3 min，以10℃·min－1升溫至140℃，保持5 min，以 5 ℃·min－1升溫至 250 ℃，保持 15 min。載氣為高純氮氣，恒定流速:2.0 mL·min－1，進樣量1μl，分流比10∶1。進樣口溫度:250℃。

質(zhì)譜條件:接口溫度280℃，EI離子源，電離能量70 eV，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃。掃描方式:全掃描25～300 u。溶劑延遲2 min。

2 分析測定方法

2.1 響應面試驗

選取萃取時間(A)、料液比(B)和萃取溫度(C)3個因素，對提取工藝進行響應面分析，具體方案和結果見表2。

表2 響應面設計表及試驗結果

續(xù)表

2.2 模型的建立及顯著性分析

對表3的數(shù)據(jù)進行處理，得到預測模型如下:

得率 =7.32 － 0.12X1+0.075X2+0.075X3+

方差分析結果如表3所示。

表3 方差分析表

從表3中可以看出，用上面的方程描述因子回歸的P＜0.05，方程回歸顯著，同時相關系數(shù) R2=0.930 1，說明這種試驗方法是可靠的，能夠很好地描述試驗結果，使用該方程代替真實的實驗點進行分析是可行的。方差分析結果中，B項P＜0.05說明提料液比影響顯著，BC，AC項則P＞0.05，說明這兩項的交互作用相對較弱。同時，擬合回歸模型效應達到顯著水平(P＜0.05)失擬項在P=0.05水平上不顯著(P=0.058 0＞0.05)，因此可用該回歸方程代替試驗真實點對試驗結果進行分析。

進行因子分析，結果如表4所示。

表4 回歸方程各因素F值及F值檢驗

由表4可知，料液比對羅漢果籽油的得率的影響最大，其次是溫度，萃取時間的影響最小。

2.3 響應曲面分析

3個因子交互作用的響應面如圖1～圖3所示。

由圖1～圖3可見，萃取時間、萃取溫度和料液比的交互作用對萃取率的影響顯著，與顯著性檢驗分析結果一致。

2.4 羅漢果籽油最優(yōu)萃取工藝條件及驗證

預測得出最優(yōu)工藝條件為:萃取時間為6 h，料液比為1∶6，萃取溫度為80℃。進行了3次驗證性試驗，結果分別為 8.29%、8.15%和 8.19%，與得率8.27%基本一致。因此，由響應面優(yōu)化得到的羅漢果籽油萃取最優(yōu)工藝條件為:萃取時間為6 h，料液比為1∶6，萃取溫度為80℃。

2.5 羅漢果籽油品質(zhì)分析

羅漢果籽油感官和理化分析見表5。

表5 羅漢果籽油感官和理化分析

2.6 羅漢果籽油脂肪酸組成定性和定量分析

羅漢果籽油脂肪酸組成定性和定量分析使用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀進行定性分析，檢出12種成分，總離子流圖見圖4。色譜峰相應的質(zhì)譜圖檢索采用譜庫進行檢索，并逐個解析各峰相應的質(zhì)譜圖，其結果見表6。

圖4 羅漢果籽油脂肪酸甲酯總離子流圖

由圖4可見，羅漢果籽油中主要含有9種不同的脂肪酸，經(jīng)過譜庫檢索和各峰對應質(zhì)譜圖的解析，發(fā)現(xiàn)所分析羅漢果籽油所含各種脂肪酸組成成分如表6所示。

表6 羅漢果籽油脂肪酸組成

GC－MS結果顯示羅漢果籽油中含有9種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占82.56%，多不飽和脂肪酸占總脂肪酸組成的 71.73%，主要成分是亞油酸(47.20%)和亞麻酸(24.53%)。

3 結論

3.1 萃取溫度、萃取時間及料液比均對羅漢果籽油的得率有影響，其中料液比對羅漢果籽油的得率的影響最大達到了顯著水平，其次是溫度，萃取時間的影響最小。羅漢果籽油的最佳萃取工藝為:料液比為1∶6，萃取時間為6 h，水浴溫度80℃，此時的萃取率為8.17%。

3.2 GC－MS結果顯示羅漢果籽油中含有9種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占82.56%，多不飽和脂肪酸占總脂肪酸組成的71.73%，主要成分是亞油酸(47.20%)和亞麻酸(24.53%)，是理想的食用油原料。

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